压力管道振动原因分析

，缩短支承点距离使管道固有频率提高；改悬臂管
为两端简支管，变弹性支承为刚性支承管，均会使
固有频率加大，以达到消振的目的
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2.2消减气流振动
(1)调整气柱固有频率，避开气柱共振。气柱固有频 率取决于管系的配管方式、长度、管径、容器容积 的大小和配置位置以及气体的种类和温度等，改变 管道和容器的尺寸以及配置方式，可改变管系的气 柱固有频率。在配管设计时，根据工艺流程的需要 做好配管初步设计后，应计算管系的气柱固有频率， 并通过调整，使它们不与激振频率重合以避免气柱 共振。
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1.2.2．压力的脉动：压力脉动通常用压力不均匀 度δ（delta）这个参数加以描述。如以Pm表示压 力的平均值，δ＝（Pmax－Pmin）/Pm。例如当压 力为320大气压时，若压力不均匀度为8%，它在 内径为60MM的90°弯管处形成的激振力幅值可 达5020N。对于一个复杂的空间管道系统，会有 多处变截面和拐弯的地方，这些部位都将分别受 到大小方向不同，相位各异且随时间而变化的力 的作用。
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谢谢大家。
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1.2.4 机械固有频率。管系是连续弹性体，存 在结构固有频率。
1.2.5管道内流体流速过快，形成湍流引起振 动。
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2 减少和防止压力管道振动的措施
2.1改变管道的固有频率：根据振动理论，一个机械 系统的多自由度振动方程可用矩阵微分方程式表示
式中：M质量矩阵； X节点位移矢量；C阻尼矩阵； K刚度矩阵；F为干扰力及激振力矢量。
压力管道振动原因分析
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概述
管道振动是一种常见的现象,严重的振动会加 速裂纹扩展,威胁系统的安全运行。在压力管道 设计中,分析、研究各种影响管道振动的因素, 掌握其对管道破坏的规律,采取一些必要的措施 ,将管道振动控制在一 定的范围内,为系统安全 运行提供保证是十分必要的。
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1、压力管道的振动分析
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(2)降低脉动压力强度。工程中在压缩机管系靠近 汽缸进出口处设缓冲器，使脉动压力不均匀度降 低。另外孔板是气流阻力元件，设孔板是现场管 道消减振动的有效方法之一。同时在管道内安装 声学滤波器等，以控制气流脉动，达到消振的目 的。
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3.3合理设计管道系统
(1)因管道较复杂，欲使管道系统脱离某阶共振区虽 然可以做到，但状态不稳。而从振幅的计算结果看， 基频共振振幅最大，高阶共振的振幅较小，所以避 开低频共振才是解决问题的关键。具体方法包括调 整管道的走向、支承位置、支承结构及管道结构尺 寸等。将系统的固有频率调高到激振力主频率的 2.8~3.0倍以上。工程中由于现场条件和工艺条件 的限制，对管道的走向和结构尺寸无法改变，只有 通过改变约束条件来改变系统的固有频率。
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1.2来自系统自身的振源
1.2.1．气体固有频率：由于气体具有可压缩性， 当压力高时，体积变小，密度变大，当压力低时 ，体积增大，密度变小，气柱具有弹性性质。当 管内气柱受到干扰，象金属结构一样会发生自由 振动，其频率称为气柱固有频率。气柱的固有频 率与气柱性质、绝热指数和气体常数有关。当压 缩机运动频率与气柱固有频率，或管道系统的固 有频率相等或相近时，会发生共振。
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(2)管道弯头应避免急转弯。在压缩机管系中，激振 力主要产生于弯头和异径管的接头处。因此在管道 的安装中应尽量减少使用弯头。另外减小弯头角度 可以增强减振效果。
(3)消减液击。主要方法是缓慢关闭阀门、缩短管道 长度、在管道靠近液击源附近设安全阀和蓄能器等 装置，以释放或吸收液击能量。
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1.1.2风力干扰
风力干扰会使管道振动,大都是非定时的、 随机性的激振源,只要管道固定牢固,一般不会引 起大面积的或十分激烈的管道振动。
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1.1.3其它非定时的、随机性的激振源
此类非定时的、随机性激振源的干扰会使管 道振动,排除过激的人为因素影响,只要管道固定 牢固,一般也不会引起大面积的或十分激烈的管道 振动。
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左图示出了活塞式压缩机 的PV曲线。示出了膨胀 、吸气、压缩、排气四 个阶段的压力变化规律 。造成吸气管和排气管 内气体压力发生波动， 引起振动。压力波动的 大小用压力不均匀度δ表 示：
PmaxPmin10% 0
Pm
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1.2.3液击振动。
管道内的流体压力迅速上升或下降，并伴有液体的锤击声 音，这种现象就叫液击。液击造成管道内的压力产生很大 变化，突然压力升高可使管子爆裂，突然降压可形成管内 负压可使管子失稳。液击还导致振动、发出噪音、严重影 响管道系统的正常运行
根据管道振动理论，管道、支架和相连设备构成 了一个结构系统，在有激振力的情况下，这个系统 就会产生振动。管道振动分为两个系统：一个是来 自系统外；另一个是系统自身。
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1.1来自系统外的振源
1.1.1地震：地震对管道的安全运行有很大的 影响,损坏的程度有多种因素,如震级、地质、管 道材料、管道敷设方向与地震波方向的相对关系 、连接结构形式等。
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由上式知，要改变管线系统的振动特性，可考虑：
(1)在管道系统上加装平衡块，改变质量矩阵M，以 改变系统固有频率，避免共振发生。
(2)改变系统的阻尼矩阵C，如在管道的固定支撑的 部位放置金属弹簧、橡皮或软木等，以达到隔振、 消振的目的。
(3)通过增加系统的刚度矩阵K，如增设支承、调整
支承位置或改变支承性质。通过改变管道支承性质